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LA MOLE compongono una molecola.

M

a s s a a t o

m

i c a r

e l a t i v a I termini “peso atomico” e “peso molecolare”,

seppur meno rigorosi rispetto alle espressioni

C

E l e m

e n

t o s c a l a H s c a l a O s c a l a 1 2 precedenti, vengono ancora comunemente usati.

H 1 , 0 0 0 0 0 1 , 0 0 7 9 4 1 , 0 0 7 9 0 Se un elemento comprende diversi isotopi, la sua

C 1 1 , 9 1 6 9 1 2 , 0 1 1 5 1 2 , 0 1 1 1 massa atomica (quella che si trova nella tavola

O 1 5 , 8 7 4 0 1 6 , 0 0 0 0 1 5 , 9 9 9 4 periodica degli elementi o in altre Tabelle) è in

realtà un valore medio ponderato, ottenuto tenendo

conto della massa dei singoli isotopi e della loro

L’UNITÀ DI MASSA ATOMICA (indicata con il abbondanza relativa.

simbolo uma) è quindi rappresentata da 1/12

della massa atomica del C, corrispondente a

12

1,66059•10 g.

-24

Si definiscono, di conseguenza:

MASSA ATOMICA RELATIVA

(comunemente, massa atomica) il rapporto tra la

massa assoluta di un atomo e la massa della

dodicesima parte dell’atomo di C.

12

MASSA MOLECOLARE RELATIVA

(comunemente, massa molecolare) la somma delle

masse atomiche relative degli atomi che

LA MOLE

ESEMPIO 75770 x 34,9689 uma + 24230 x 36,9659 uma =

3,5453•10 uma•atomi

6

Il cloro è presente in natura come miscela degli

isotopi Cl (34,9689 uma, 75,770 %) e Cl (36,9659

35 37 La massa atomica media si ottiene dividendo questo

uma, 24,230 %). Calcolare la massa atomica del cloro valore per il numero di atomi contenuti nel

naturale. campione:

Consideriamo un campione di cloro costituito, ad 3,5453•10 uma•atomi / 100000 atomi = 35,453

6

esempio, da 100000 atomi. Di questi, uma

75,770 x 100000/100 = 75770

Cl e

sono atomi di 35

24,230 x 100000/100 = 24230

sono atomi di Cl.

37

La massa totale del campione è data dalla somma

delle masse dei due tipi di atomi, cioè:

LA MOLE

a) 6,02214•10 atomi di F = 18,9984 g b) 6,02214•10 atomi di Cl = 34,4527 g

23 23

c) 6,02214•10 atomi di Mg = 24,3050 g d) 6,02214•10 atomi di Pb = 207,2 g

23 23

In una mole di fluoro ci sono solo atomi di F.

19

Cl (75,7%) e Cl (24,3%).

In una mole di cloro ci sono 35 37

In una mole di magnesio l’isotopo più abbondante è Mg, ma ci sono anche Mg (10%) e Mg (11%).

24 25 26

In una mole di piombo ci sono quattro isotopi: Pb (1,4%), Pb (24,1%), Pb (22,1%) e Pb (52,4%).

204 206 207 208

LA MOLE

2.1.3 ESERCIZI SVOLTI 2.2 LA MOLE

1) Determina la massa molecolare di O . 2.2.1QUANTITA’ UNITARIE

2 Torniamo all’esempio delle monete e

Massa atomica di O = 15,9994 uma consideriamo gruppi contenenti ciascuno 10 unità,

cioè 10 monete; definiamo ogni gruppo da 10

) = 15,9994 uma x 2 = 31,999

Massa molecolare (O monete UNA MOLE DI MONETE; la mole

2

uma rappresenta una quantità unitaria che contiene un

numero fisso di unità (in questo caso, 10 monete).

2) Determina la massa molecolare di H SO . Possiamo calcolare la massa delle moli dei tre tipi

2 4 di monete a partire dalla massa media di una

singola moneta:

Consultando la Tavola Periodica troviamo le seguenti

masse atomiche relative: M

o

n

e t a d a m

a s s a m

e d i a d i m

a s s a 1 0 m

o

n

e t e

1 m

o

n

e t a ( = 1 m

o

l e )

Massa atomica di H = 1,008 uma 5 0 l i r

e 6 , 2 g 6 2

Massa atomica di S = 32,064 uma

Massa atomica di O = 15,9994 uma 1 0 0 l i r

e 7 , 9 g 7 9

Massa molecolare (H SO ) =

2 4 2 0 0 l i r

e 4 , 9 g 4 9

1,008 uma x 2+ 32,064 uma x 1 + 15,9994 uma x 4 =

98,078 uma LA MOLE

Partendo da questi valori, saremmo in grado, ad maneggiate. Può essere definita così:

esempio, di calcolare il numero di monete presenti in

una mole, a partire dalla massa di una singola moneta e la MOLE è la quantità di sostanza che contiene un

dalla massa di una mole: numero di particelle uguale a quello presente in 12

massa di 1 mole g di carbonio 12.

numero monete in 1 mole = A seconda della specie chimica, esisteranno poi

massa di 1 moneta moli di atomi, di molecole, di ioni, di elettroni, ecc.

E’ stato quindi proposto di chiamarla “quantità

ad esempio, per le monete da 200 lire: chimica”, che può essere riferita ad una qualsiasi

entità chimica.

49 g / 4,9 g = 10 (monete). Possiamo calcolare quanti atomi sono contenuti in

12 g di C; essendo la massa di un atomo di C

12 12

uguale a 1,99252•10 g, il numero di atomi sarà

-23

dato da:

2.2.2 MOLE, COSTANTE DI AVOGADRO E MASSA

MOLARE 12 g mol /1,99252•10 g = 6,02252•10 mol

-1 -23 23 -1

La quantità unitaria per gli atomi, le molecole e gli ioni

MOLE.

è la

Essa ci permette di collegare il livello microscopico N = 6,022•10 COSTANTE DI AVOGADRO

23

A

(cioè quello in cui consideriamo atomi, molecole, ecc.)

con il livello macroscopico, in cui abbiamo a che fare che mette in relazione il numero di unità

con quantità di sostanza che possono essere pesate e

LA MOLE

strutturali con la quantità di materia ed esprime il può essere riferita ad atomi, molecole e ioni.

numero di particelle contenute in una mole di La massa in grammi corrispondente alla massa

qualsiasi specie chimica. atomica o molecolare relativa esprime, quindi, la

Come in precedenza abbiamo calcolato il numero atomi o

massa di una mole, cioè di 6,022•10 23

di monete presenti in una mole di monete molecole.

partendo dalle masse di una mole e di una moneta, Ancora una volta, possiamo sottolineare come sia

così possiamo dividere la massa di una mole per la possibile ragionare su due piani distinti: quello

massa di una particella e verificare che una mole di microscopico (legato agli atomi, alle molecole,

qualsiasi sostanza contiene un numero di particelle ecc.) e quello macroscopico, che è invece legato

pari alla costante di Avogadro. alle moli di sostanza (reazione chimica).

Definiamo quindi la massa di una mole: ESEMPIO

la MASSA MOLARE (M) è la massa per quantità Consideriamo l’acqua, di formula H O.

unitaria di sostanza, cioè la massa di una mole di 2

Consultando le Tabelle troviamo le masse

sostanza. atomiche relative di H e di O:

E’ generalmente espressa in grammi per mole (g

mol ).

-1 Massa atomica di H = 1,008 uma

Massa atomica di O = 15,9994 uma

La massa molare di un elemento è la massa in Massa molecolare (H O) = 1,008 uma x 2 +

grammi di una mole di quell’elemento. Così, ad 2

+15,9994 uma x 1 = 18,015 uma

esempio il C ha M = 12 g mol , mentre l’uranio

12 -1

(massa atomica relativa = 238 uma) ha M = 238 g Massa molare (H O) = 18,015 g mol -1

2

mol . Così come la mole, anche la massa molare

-1 LA MOLE ESEMPIO

2.2.3 ALTRI CALCOLI

Consideriamo, ancora una volta, l’esempio delle Calcolare le moli corrispondenti a 180,0 g di

monete. Se una scatola di monete da 200 lire pesa carbonio, sapendo che la massa atomica relativa di

350 g ed ogni mole di monete da 200 lire, come visto C è 12,011.

prima, 49 g, il numero di moli contenuto nella scatola

si ottiene con un semplice calcolo: moli (C) = 180,0 g /12,011 g mol = 14,99 mol

-1

moli di monete da 200 lire = massa totale/massa di Modificando opportunamente la relazione

una mole precedente, è possibile calcolare la massa

350 g / 49 g = 7,1 moli di monete da 200 lire corrispondente ad un certo numero di moli:

Analogamente, la quantità di sostanza, cioè il numero )

massa (in g) = mol x massa molare (g mol -1

di moli di una sostanza, può essere calcolato

dividendo la massa di sostanza per la massa di una ESEMPIO

mole:

numero di moli = Calcolare la massa in grammi corrispondente a 2,00

= massa (g) / massa molare (g mol )

-1 moli di NaOH.

Massa molecolare relativa (NaOH) = 40,0 uma

Massa corrispondente ad 1 mole = 40,0 g mol -1

LA MOLE ESEMPIO

Per 2 moli

g = 2,00 mol x 40,0 g mol = 80,0 g

-1 Calcolare quante molecole sono presenti in

0,50 moli di NaOH

• 5,00 g di NaOH

La Costante di Avogadro ci consente, infine, di Massa molecolare (NaOH) = 40,0 uma

calcolare il numero di particelle contenute in un

certo numero di moli, secondo la relazione: Massa molare (NaOH) = 40,0 g mol -1

1 mole di qualsiasi sostanza contiene 6,022•10 23

particelle; in 0,50 moli ce ne saranno:

numero di particelle = numero di moli x N A 0,50 x 6,022•10 = 3,01•10

23 23

Analogamente a quanto visto in precedenza, la

relazione può essere trasformata per calcolare il

numero di moli corrispondenti ad un determinato Nel secondo caso, 5,00 g corrispondono ad un

numero di particelle. numero di moli pari a:

I calcoli relativi al numero di particelle possono

essere combinati con i calcoli visti negli esercizi 5,00 g / 40,0 g mol = 0,125 mol

-1

precedenti: alcuni esempi sono riportati negli esercizi

svolti che seguono. Il numero di molecole si ottiene moltiplicando

questo valore per N :

A

0,125 x 6,022•10 = 7,53•10

23 22

LA MOLE 3) A quante moli di H O corrispondono 3,48 g di H O?

2.2.4 ESERCIZI SVOLTI 2 2

1) Calcolare la massa in grammi di 1,00 mol di atomi di Massa molecolare relativa (H O) = 18,015 uma

cloro e di 1,00 mol di molecole di cloro. 2

1 mole di H O ha una massa di 18,015 g

Massa atomica relativa (Cl) = 35,453 uma 2

Massa di 1,00 mol di atomi di Cl = 35,453 g mol -1 Nel caso di 3,48 g:

mol = massa / massa molare =

Massa molecolare relativa (Cl ) = 35,453 x 2 =

2 = 0,193 mol

= 3,48 g / 18,015 g mol -1

= 70,906 uma

Massa di 1,00 mol di molecole di Cl = 70,906 g 4) A quanti grammi di CO corrispondono 1,20 mol di

2

mol -1 2

CO ?

2

In questo ed in altri casi analoghi è necessario Massa molecolare relativa (CO ) = 44,010 uma

specificare se si tratta di atomi o di molecole di 2

cloro. 1 mole di CO corrisponde a 44,010 g

2

2) Calcolare la massa di una mole di atomi di I. 1,20 mol corrispondono a:

1,20 mol x 44,010 g mol = 52,8 g

-1

Massa atomica relativa (I) = 126,904 uma

Massa molare (I) = 126,904 g mol

-1

LA MOLE

5) Calcolare il numero di molecole presenti in 1,20 mol di 7) Calcolare a quante moli e a quanti grammi corrispondono

CaO e in 1,20 mol di H O. 1,55•10 molecole di N .

24

2 2

numero di molecole = moli x N = 1,20 x Massa molecolare relativa (N ) = 28,013 uma

A 2

6,022•10 = 7,23•10

23 23 Massa molare (N ) = 28,013 g mol -1

2

Poiché una mole di ogni sostanza contiene lo stesso Il numero di moli si ottiene dividendo il numero di

numero di particelle, ed abbiamo nei due casi lo molecole per la Costante di Avogadro:

stesso numero di moli (1,20), il numero di molecole mol (N ) = 1,55•10 / 6,022•10 = 2,57 mol

24 23

trovato è valido per entrambi i composti. 2

g (N ) = 2,57 mol x 28,013 g mol = 71,99 g

-1

6) Calcolare il numero di moli ed il numero di molecole 2

presenti in 12,5 g di glicerolo, C H O .

3 8 3 2.3 FORMULE E COMPOSIZIONE

H O ) = 92,0954 uma

Massa molecolare relativa (C 3 8 3

Massa molare (C H O ) = 92,0954 g mol -1 Come verrà spiegato in maggior dettaglio

3 8 3 (bilanciamento delle reazioni e rapporti tra le

moli = 12,5 g / 92,0954 g mol = 0,136 mol

-1 masse), i simboli chimici delle sostanze semplici e

molecole = 0,136 x 6,022•10 = 8,19•10

23 22 le formule di quelle composte hanno un significato

sia qualitativo che quantitativo, legati al tipo di

atomi presenti e al concetto di mole,


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AUTORE

Atreyu

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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in farmacia (Facoltà di Medicina e Chirurgia e di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali)
SSD:
A.A.: 2011-2012

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di CHIMICA MEDICA e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Tor Vergata - Uniroma2 o del prof Coletta Massimiliano.

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